跳到主要內容

葉綠素的螢光,在太空也看得到喔!

圖片來源:wiki
大家都知道葉綠素吸收光以後,其中一小部分(約為1%)會以暗紅色的螢光再發射出去(如上圖)。但是,這個螢光還有什麼用途呢?

最近發表在「科學」(Science)週刊上的一篇報導提到,原來當植物體內的葉綠素發射暗紅色螢光時,也代表了植物正在進行光合作用。

最近(2014/7/1)美國太空總署(NASA)發射了一個新的衛星--Orbiting Carbon Observatory-2(簡稱OCO-2)--來替補五年前墜毀的那個衛星。

OCO-2的主要任務是觀察世界各國二氧化碳的排放情形,但OCO-2同時也搭載了能夠偵測螢光的設備。這個設備,讓他們看到全世界植物進行光合作用的狀況。在五年前的衛星墜毀後,日本也在2009年發射了一個衛星GOSAT。雖然GOSAT分析二氧化碳的能力不如NASA的衛星,但對於觀察植物所發出的螢光來說,效果還是很好的。下面是OCO-2收集的螢光數據。

圖片來源:Science Now
到目前為止,GOSAT與OCO-2的數據便已經產生了兩篇期刊論文:其中一篇是有關於美國玉米帶(corn belt)對二氧化碳吸收的貢獻。研究團隊由GOSAT的數據發現,玉米帶吸收二氧化碳的能力,遠大於原先的估計。

除此之外,另一篇論文也發現了,亞瑪遜雨林吸收二氧化碳的能力,在乾旱時大幅下降。過去曾有科學家認為,亞瑪遜雨林如此濃密,會使它進行光合作用的能力,不只是受到水分供應的影響,也受到光線的影響。但是,觀察乾旱時期亞碼遜雨林所發出的螢光,證明了缺乏水分是影響該地區植物進行光合作用的主要因素。

未來,這些衛星可以幫助科學家們深入了解植物在乾旱時的表現,以及不同農作物進行光合作用的強度與吸收二氧化碳的能力。

(2015/11/20更新)在2015年11月19日,歐洲太空總署(ESA,European Space Agency)通過了設立一個帶有偵測葉綠素發出來的螢光的人造衛星喔!這個人造衛星命
名為Flex(Fluorescence Explorer),預計將於2022年升空運作。科學家們希望Flex可以幫助他們早一步偵測因乾旱對植物造成的影響。

參考文獻:

Eric Hand. 2014. Carbon-mapping satellite will monitor plants' faint glow. Science. 344(6189): 1211-1212.

Jonathan Amos. 2015/11/20. Flex satellite will map Earth's plant glow. BBC.

留言

這個網誌中的熱門文章

怎麼辦到的?變形藤(Boquila trifoliolata)模仿塑膠植物

  左:原來的葉片。右:模仿的葉片。圖片來源: 期刊 之前我們提到過一種奇妙的植物「變形藤」( Boquila trifoliolata ),它原產於南美洲智利中、南部與阿根廷。在2014年就被發現它 為了減少自己被吃 ,發展出奇妙的變形能力:爬到誰身上就長得像誰。 後來在2021年 發現 ,它不只是形狀學得像,連人家身上一大半的細菌都搬過來了。這就奇妙了。 為什麼「變形藤」能夠學得這麼像呢?是寄主植物釋放了揮發性化合物?還是寄主植物跟它進行了基因的交換?還是它真的能「看」? 研究團隊這次用了塑膠植物給它模仿。塑膠植物沒有基因、也不會釋放揮發性化合物,這樣就可以排除前兩個因素了。 結果「變形藤」還是學得維妙維肖,而且,一個月以後,它還學得更像。 難道它真的會「看」嗎?只能說這棵藤本植物真是太奇妙了。 參考文獻: White J, Yamashita F. Boquila trifoliolata mimics leaves of an artificial plastic host plant. Plant Signal Behav. 2022 Dec 31;17(1):1977530. doi: 10.1080/15592324.2021.1977530. Epub 2021 Sep 21. PMID: 34545774; PMCID: PMC8903786.

植物界的變色龍Boquila trifoliolata如何模仿?

  圖片來源: 維基百科 信不信植物界也有變色龍?原產於南美洲智利中、南部與阿根廷的藤本植物 Boquila trifoliolata 在攀爬到其他樹上時,葉片的形狀會從原本的長鈍橢圓形三出複葉改變為宿主植物的形狀;甚至當它從一種植物攀爬到另一種植物時,葉片的型態也會跟著改變。 過去的研究發現, Boquila trifoliolata 之所以做這樣的改變,可能是因為 可以讓它避免被吃 。但是到底「變色龍藤」是怎麼「看」到它攀爬上去的植物長什麼樣子呢? 最近發表在Scientific Report上的研究發現,「變色龍藤」可能是從「宿主」的菌群(microbiota)得到資料。研究團隊收集了「變色龍藤」模仿「宿主」的葉片上的菌群(BR)、沒有模仿「宿主」的葉片上的菌群(BT),以及「宿主」的菌群(RS)。結果發現,沒有模仿「宿主」的葉片上的菌群(BT)與「宿主」的菌群(RS)之間只有共享了79個獨特的OTU(操作分類單元,可能代表細菌的屬或種),但模仿「宿主」的葉片上的菌群(BR)與「宿主」的菌群(RS)之間卻共享了255個獨特的OTU!更有趣的是,沒有模仿「宿主」的葉片上的菌群(BT)與模仿「宿主」的葉片上的菌群(BR)間也只共享了33個OTU。 這個結果顯示了,「變色龍藤」能模仿「宿主」的型態,與它們之間共享的菌群高度相關。但是究竟「變色龍藤」是如何從這些菌群得到資料?這就有待進一步的研究了。 參考文獻: Gianoli, E., González-Teuber, M., Vilo, C. et al. Endophytic bacterial communities are associated with leaf mimicry in the vine Boquila trifoliolata. Sci Rep 11, 22673 (2021). https://doi.org/10.1038/s41598-021-02229-8

關於蕃薯,你知道你吃的是什麼品種嗎?

蕃薯( Ipomoea batatas )從臺灣人的主食、轉變為副食、又轉變為飼料,最後在養生的風潮下,再度躍上餐桌,成為美食,可有人關心過,我們吃的蕃薯是什麼品種嗎? 圖片來源: 農委會 上面這張照片裡的蕃薯,中間的TN57與TN66,就是台農57號與台農66號,是臺灣最受歡迎的兩種蕃薯喔! 台農57號在1955年由嘉義農試分所將日治時代培育出的台農27號與南瑞苕種(Nancy hall)雜交育成。它黃皮黃肉,目前還是全臺灣產量最大的蕃薯。口感鬆軟,適合烤、煮食或製作薯條。主要產地在雲林、台南、高雄。適合在四~十月間種植。台農57號還曾經隨著農技團飄洋過海到史瓦濟蘭去,協助他們解決糧食問題呢! 至於台農66號呢,就是所謂的紅心蕃薯啦!台農66號是1975年也是由嘉義農試分所選出,1982年正式命名。它是目前栽植最普遍的食用紅肉番薯。在臺灣,幾乎全年皆可栽種,秋冬作五個月可收穫,春夏作四個月就可以收穫囉! 最右邊的台農73號,就是現在所謂的「芋仔蕃薯」啦!它是在1990年以台農62號(♂)x清水紫心(♀)雜交後,在2002年選拔出優良子代CYY90-C17,並於2007年正式命名。由於肉色為深紫色,所以得到「芋仔蕃薯」的暱稱。本品種富含cyanidin 及peonidin 等花青素,具抗氧化功用。 至於常吃的蕃薯葉,則是以桃園2號與台農71號為主,這兩種葉菜蕃薯都不用撕皮就可以直接煮來吃,而且莖葉不易倒伏,方便農民採收喔! 如果您愛吃的是蕃薯的加工食品,如蕃薯餅、蜜蕃薯、蕃薯酥,其實他們大多也是用台農57號與66號來加工的喔! 參考文獻: 蔡承豪、楊韻平。2004。臺灣蕃薯文化誌。貓頭鷹出版。 行政院農委會。 甘藷主題館 。